Расчет регуляторов в многоканальной АРС
Принципы построения систем автоматического управления в электроприводах постоянного и переменного токов. Сущность принципа подчиненного регулирования координат. Структурная схема электропривода. Построение структурных схем контуров тока и скорости.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | практическая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.02.2022 |
| Размер файла | 722,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1
Расчет регуляторов в многоканальной АРС
В настоящее время основной принцип построения систем автоматического управления в электроприводах и постоянного, и переменного токов - это последовательная коррекция регулируемых координат электропривода или принцип подчиненного регулирования координат. Сущность принципа подчиненного регулирования координат состоит в том, что для регулирования каждой координаты электропривода используется отдельный регулятор, образующий с объектом управления контур, замкнутый соответствующей обратной связью. При этом каждый внутренний контур управляется сигналом от внешнего контура, т. е. является подчиненным по отношению к внешнему контуру. Такое построение позволяет произвести оптимальную настройку каждого контура.
Оптимизация заключается в выборе передаточной функции регулятора, обеспечивающего с учетом возможных ограничений требуемые показатели качества переходного процесса. Передаточная функция регулятора Wрег(p) при единичной обратной связи контура определяется из соотношения
Для получения переходного процесса с перерегулированием меньше 5 % и с минимальным временем переходного процесса контур настраивается на «технический» оптимум (оптимум по модулю).
Желаемая передаточная функция контура в разомкнутом состоянии
Переходный процесс характеризуется следующими показателями: перерегулированием у = 4,3 % и быстродействием tp = 4,7 Tм; tп = Tм; t mаx = = 6,3Tм. Если к контуру предъявляются более высокие требования по точности регулирования, контур настраивается на «симметричный» оптимум. Желаемая передаточная функция разомкнутого контура
Переходный процесс при этом характеризуется перерегулированием у = 43 % и быстродействием tр = 3,1Tм, tп = 16,5Tм, t mаx = 6,3Tм.. Рассмотрим расчет регуляторов при синтезе САУ угловой скорости двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Структурная схема электропривода изображена на рисунке 3.1. Данные двигателя 2ПБМ132М04 и параметры электропривода, необходимые для расчета регуляторов, приведены в таблице 3.1.
Рисунок 3.1 Структурная схема электропривода
В состав системы входят: регуляторы скорости и тока; объект управления, состоящий из электродвигателя с вентильным преобразователем и датчиков обратной связи по току и угловой скорости с коэффициентами передачи kт и kc. Электродвигатель на структурной схеме представлен двумя типовыми звеньями:
При синтезе не учитываем действие внутренней отрицательной обратной связи по ЭДС двигателя. Управляемый вентильный (тиристорный) преобразователь представлен апериодическим звеном с передаточной функцией
Расчет контура тока. Структурная схема контура тока изображена на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 Структурная схема контура тока
ток электропривод контур автоматический
Токовый контур настраиваем на «технический» оптимум. Передаточная функция объекта управления
Передаточная функция регулятора тока Wрт(р) находится из условия равенства передаточной функции разомкнутого оптимизируемого контура желаемой передаточной функции Wж(р):
где TмТ - малая некомпенсируемая постоянная времени токового контура.
Найдем передаточную функцию регулятора тока:
Полученная передаточная функция соответствует пропорционально интегральному регулятору (ПИ-регулятору). Коэффициент пропорциональной части ПИ-регулятора
Постоянная интегрирования регулятора тока
При расчете контура регулирования скорости оперируют упрощенной
передаточной функцией замкнутого контура по току
Схема ПИ-регулятора тока, построенного на операционном усилителе, изображена на рисунке 3.3.
Рисунок 3.3 Регулятор тока
Параметры регулятора могут быть определены из следующих соотношений:
Задаваясь емкостью конденсатора С7 = 2 мкФ, найдем сопротивление суммы резисторов R8 + R9 на входе регулятора:
Сопротивление резистора R12 в цепи обратной связи регулятора тока
Для исключения перерегулирования тока двигателя выше расчетного значения у = 4,3 % в цепь задающего сигнала включают фильтр с постоянной времени фильтра Тф. Емкость конденсатора фильтра
Для реализации фильтра в цепи обратной связи по току якоря с постоянной времени Тост = 0,002 - 0,04 = 0,03 с в цепь обратной связи по току необходимо включить конденсатор емкостью
Величина сопротивления в цепях операционных усилителей электропривода обычно составляет 10…100 кОм и не должна превышать 500 кОм.
Расчет контура скорости. Передаточная функция оптимизированного контура тока с учетом неединичной обратной связи
Структурная схема контура скорости изображена на рисунке 3.4. Передаточная функция объекта управления разомкнутого контура скорости
Рисунок 3.4 Структурная схема контура скорости
Передаточная функция регулятора скорости Wpc(p) находится из условия равенств передаточной функции разомкнутого оптимизируемого контура Wp(p) желаемой передаточной функции Wж(p):
Желаемая передаточная функция при настройке контура скорости на «технический» оптимум
и при настройке на «симметричный» оптимум
Скоростной контур настраивается на «симметричный» оптимум. Передаточная функция регулятора скорости
Коэффициент пропорциональной части ПИ-регулятора
Постоянная интегрирования регулятора скорости
Расчет регулятора скорости. Схема ПИ-регулятора скорости, выполненного на операционном усилителе, изображена на рисунке 3.5.
Рисунок 3.5 Регулятор скорости
Параметры регулятора определяются из соотношений
Определим величину сопротивления R7, задавшись емкостью С4 = 2,2 мкФ:
Суммарное сопротивление резисторов на входе регулятора скорости
Принимаем R5 = R6 = R3 = R4,
Емкость конденсаторов фильтров в канале управления и в цепи обратной связи по угловой скорости составит:
Для снижения перерегулирования до у = 8 % на вход системы включают фильтр с передаточной функцией (постоянная времени Тф = 4Тмс)
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Структурная схема системы регулирования скорости двигателя постоянного тока. Расчет и определение параметров регуляторов тока и скорости. Логарифмические частотные характеристики контура тока. Передаточные функции разомкнутых контуров тока и скорости.
лабораторная работа [147,4 K], добавлен 14.05.2012Разработка принципиальной схемы, выбор защиты и расчет установок, блокировки и сигнализации. Изучение структурных и принципиальных схем силовой части системы, регуляторов. Построение графиков переходных процессов для двухконтурной и позиционной систем.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 11.07.2012Функциональная и структурная схема канала регулирования. Синтез регулятора тока и скорости. Статический и динамический расчет системы и переходных процессов. Качество настройки регулятора. Принципиальная электрическая схема якорного канала регулирования.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.09.2012Функциональная и структурная схемы электропривода. Переход к относительным единицам. Определение параметров силового электрооборудования. Построение статических характеристик замкнутой системы электропривода. Выбор типа регуляторов и расчет их параметров.
курсовая работа [90,9 K], добавлен 17.04.2010Формулировка требований к системе и расчет параметров электропривода. Синтез регулятора тока. Расчет регулятора скорости. Исследование переходных процессов в системе подчиненного управления с помощью программы "Matlab". Синтез релейной системы.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 11.09.2009Расчет регулируемого электропривода постоянного тока; параметры тиристорного преобразователя. Моделирование контуров и скорости тока, настройка на модульный и симметричный оптимумы. Обработка переходных процессов и логарифмических частотных характеристик.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 05.06.2013Проектирование системы однозонного регулирования скорости. Структурная схема заданной части автоматизированной системы управления. Расчет датчиков тока и скорости. Выбор комплектного электропривода и трансформатора. Синтез цифрового регулятора скорости.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 25.12.2014Выбор, обоснование типов регуляторов положения, скорости, тока, расчет параметров их настройки. Синтез системы регулирования методами модального и симметричного оптимума. Построение переходных характеристик объекта регулирования по регулируемым величинам.
курсовая работа [777,3 K], добавлен 01.04.2012Составление структурной схемы электропривода с непрерывным управлением. Выбор элементов системы автоматизированного непрерывного регулирования. Моделирование двухконтурной системы по току якоря. Расчет контура регулирования по скорости вращения вала.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.01.2015Расчет линейных электрических цепей постоянного тока. Расчет однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Определение токов во всех ветвях схемы на основании законов Кирхгофа. Метод контурных токов. Баланс мощностей цепи.
курсовая работа [876,2 K], добавлен 27.01.2013Векторное управление частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Результирующая составляющая токов статора и ротора. Структурная схема управления по вектору потокосцепления ротора. Структурная схема системы двухзонного регулирования скорости.
презентация [231,6 K], добавлен 02.07.2014Выбор комплектного реверсивного преобразователя типа БТУ3601 по техническим данным двигателя постоянного тока независимого возбуждения 2ПФ-200МУ4. Силовая схема и схема замещения силовой части электропривода. Передаточная функция объекта регулирования.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 25.12.2014Структурная схема САУ "ТПЧ - АД". Динамические характеристики САУ переменного тока. Получение передаточной функции. Анализ устойчивости САУ: проверка по критерию Гурвица, Михайлова. Определение запаса устойчивости по фазе. Расчет переходного процесса.
курсовая работа [340,1 K], добавлен 15.12.2010Понятие структурной схемы и ее звеньев, основные типы соединений. Правила преобразования структурных схем линейных систем. Вычисление передаточной функции одноконтурной и многоконтурной систем. Порядок переноса и перестановки сумматоров и узлов схем.
реферат [204,6 K], добавлен 31.01.2011Определение передаточных функций элементов системы автоматического регулирования (САР) частоты вращения вала двигателя постоянного тока. Оценка устойчивости и стабилизация разомкнутого контура САР. Анализ изменения коэффициента усиления усилителя.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 13.07.2015Система автоматического динамического торможения двигателя постоянного тока в функции скорости. Алгоритм работы системы управления. Коммутационная программа и схема электрических соединений. Перечень аппаратуры и указания по проведению эксперимента.
лабораторная работа [158,7 K], добавлен 02.04.2012Принципы построения систем управления электроприводами. Построение статичных и энергетических характеристик. Связь между электрической и магнитной энергией. Построение математической модели электропривода лабораторного стенда. Расчет контура тока.
курсовая работа [30,5 K], добавлен 15.09.2013Основные характеристики электропривода. Расчет цепи постоянного и переменного тока по законам Кирхгофа, по методу контурных токов и узловых потенциалов. Сравнение результатов, полученных разными методами. Построение потенциальной и векторной диаграммы.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 02.07.2014Характеристика, структурная и принципиальная схема электропривода. Методика ремонта устройства и алгоритм поиска неисправностей. Расчет электрической схемы усилителей постоянного тока. Разработка стандарт-плана и расчет расходов на изготовления изделия.
дипломная работа [4,4 M], добавлен 18.05.2012Опытная проверка законов Кирхгофа и принципа наложения. Расчет токов в ветвях заданной электрической цепи методами контурных токов, узловых потенциалов, эквивалентного генератора. Построение потенциальной диаграммы. Сравнение результатов опыта и расчета.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 09.02.2013
